燃气-蒸汽联合循环机组停运后余热锅炉保温保压措施

燃气-蒸汽联合循环机组停运后余热锅炉保温保压措施

姜舒弘

（浙能长兴天然气热电有限公司  浙江长兴   313100）

摘要：本文分析燃气-蒸汽联合循环机组两班制运行中影响启动速度的相关因素及余热锅炉停机后的实际情况，指出两班制运行中余热锅炉保温保压工作重点内容，缩短机组再次启动时间。

关键词：两班制运行；余热锅炉；保温保压

1.前言

两班制运行的燃气-蒸汽联合循环机组停运后，选择合理的保温保压措施，能加快再次启动余热锅炉升温升压速度、缩短机组加负荷时间。提高了联合循环机组运行经济性，同时也降低余热锅炉运行中金属疲劳损耗，提高设备运行的可靠性。本文将从影响机组启动过程中余热锅炉升温升压的因素去分析，如何做好两班制运行机组停机后余热锅炉的保温保压工作。

2.启动中影响余热锅炉升温升压的因素

余热锅炉启动期间会产生热应力，这期间的温升速度越快，产生的热力越大。如果不加以控制则会产生疲劳，缩短锅炉使用寿命。由此厂家规定余热锅炉各部温升速度不能超限（高压部分低于4.4℃/分钟，中压部分低于9.3℃/分钟，低压部分低于27.8℃/分钟）。同时要求保证高压汽包上下壁温差小于40℃，中压汽包上下壁温差小于50℃，低压汽包上下壁温差小于50℃。联合循环机组启动至暖管阶段，机组投入单元协调控制时，余热锅炉对燃气轮机的升负荷速度影响表现在以下三个方面：

（1）燃气轮机的单元温度设定点影响

燃气轮机启动总是根据余热锅炉的温度引导燃气轮机的排气温度完成的。因此燃气轮机启动前，从两个代表性的余热锅炉温度（高压汽包和高压过热器3出口温度）计算得到余热锅炉的启动温度。在燃气轮机启动至50%负荷左右始终受余热锅炉启动温度限制，由此可以看出余热锅炉高压汽包壁温和高压过热器3出口温度越高，燃气轮机单元温度设定点越高，也就是燃气轮机加负荷速度可以越快。

（2）余热锅炉加负荷温度限制

为防止余热锅炉各部温升速度过快，逻辑设置了余热锅炉加负荷温度限制。主要是由于余热锅炉高压汽包上、下壁温度差达30℃或高压过热器3温升速度超限，闭锁燃气轮机负荷增。这种现象在两班制运行机组停运时间较长时发生，负荷在40MW左右停留15~20分钟。为防止余热锅炉高压部分的温升速率超限。

（3）余热锅炉加负荷压力限制。

逻辑中还对余热锅炉高压部分不同压力时的升压速度进行了限制。由于压力越低,对应汽化潜热越高,需要吸收的热量越多,因此要求限制余热锅炉高压汽包压力的升压速率。由此可看出启动时余热锅炉保持的压力越高，启动速度也就越快。

3.余热锅炉保温保压的措施

根据以上分析我们了解到燃气-蒸汽联合循环机组两班制运行机组停运后，如果使余热锅炉保持在较高温度及压力水平，可以缩短机组再次启动时间，具体的保温保压措施如下：

（1）高、中、低压给水调节阀及高压给水旁路调节阀在停机后还是处于自动控制状态，一般需要在机组停运后，及时撤出这些调节阀的自动，以防止因停机后因高、中、低汽包水位快速下降，使得高、中、低压给水调门自动开大，出现凝汽器热井水位快速下降，影响凝结水泵和给泵的正常运行。同时运行人员小流量上水可以确保汽包温度水平下降的不是太快。将高、中、低压汽包水位上至300mm左右，继续向高压汽包上几分钟水，确保各汽包上至满水位，提高余热锅炉的蓄热量，减小机组启动时汽包的上下壁温差。

（2）注意高、中、低压旁路门是否能在停炉后尽快自动关闭，维持余热锅炉高、中、低压系统停炉后的较高的初压。机组停运后一般情况下高、中、低压旁路阀自动控制不需要撤出，高压旁路阀会在对应的主蒸汽压力降至设定值时自动关闭。中压旁路压力设定值由运行人员手动设置压力至2.5 MPa，低压旁路压力设定值由运行人员手动设置压力至0.5 MPa，这样可以保证余热锅炉压力保持在较高水平。

（3）及时撤出高、中、低压定排、连排及事故放水电动阀SLC，并关闭上述电动阀。在停炉后上述这些阀门的控制SLC还处于投入状态。在锅炉上水至高二值时，相应的高水位保护会被触发，自动开启对应的阀门进行放水操作，同时自动关闭对应的给水调节阀，停止进水。这样流失大量具有很高温度的炉水，对余热锅炉保温保压不利。

（4）撤出余热锅炉高、中、低压汽侧、炉侧疏水阀SLC并关闭可能开启的疏水阀。高、中、低压系统所属疏水阀一般都投疏水自动控制状态，较多疏水阀都是由疏水过热度来控制，停炉后由于温度下降会使疏水过热度达到疏水阀自动开启的值，这样在停炉期间会使部分蒸汽和冷凝水从疏水阀排出，不利于保温保压。

（5）燃气轮机停运后，由于燃烧室和燃气轮机透平还处于较高的温度水平。燃气轮机在停机后还需要自然通风冷却两小时，这样压气机进口挡板和烟囱挡板在停机后两小时还是处于开启状态。由于烟囱具有拔风效应，且燃气机仍在盘车状态，这段时间会有大量热量损失，对余热锅炉保温保压很不利，所以在燃气轮机停运两小时后及时关闭压气机进口挡板及余热锅炉出口挡板，减少热量损失。

（6）对于配置有炉侧高、中压、低压电动主汽门及旁路门的联合循环机组，在机组停运后选择合理时间关闭上述阀门。炉侧高压电动主汽门及旁路门在停机后不及时关闭，会使部分低于汽轮机主汽门前管壁温度的蒸汽流至汽轮机主汽门前，造成开机主汽门前管壁较低，增加启动期间的暖管时间，若主汽门前疏水阀内漏，还不利于高压系统的保压。中压主蒸汽系统在停机后由于燃气轮机的自然通风影响，中压蒸发器及中压省煤器还会继续被加热产生蒸汽，引起中压汽包及中压省煤器压力升高并超压。因此炉侧中压电动主汽门及中压给水调节阀不能过早关闭。至于炉侧低压电动主汽门由于低压蒸发器在停炉很长时间内仍持续被加热，为防止低压系统超压，最好的方法是让低压主蒸汽经过炉侧电动主汽门从低压旁路阀排至凝汽器回收。

（7）余热锅炉停运后由于高、中、低压系统进水量大大降低，需要减少加药量，并在对应的系统停止进水后停运相关的加药计量泵。炉水取样系统在停机后还是处于运行状态，这样也有部分炉水或蒸汽从各取样阀中流失，及时通知化学专业关闭各炉水取样阀，减少余热锅炉热量流失。

（8）检查定排扩容器向空排汽量及炉底各疏、放水阀是否存在内漏，针对存内漏的阀门进行检查，确认是否能消除，不能消除的应入缺由检修来处理。

4.结论

余热锅炉在两班制运行停运后的保温保压工作不是一项简单操作，需要我们在实践中不断的摸索经验。在尽量延缓高压系统的压力和温度降低速度，还需要防止中压省煤器和凝结水加热器超压。

参考文献：

[1]西门子F级燃气轮机技术问答/卢广法主编.—杭州：浙江大学出版社，2015.10 

[2]西门子F级燃气轮—蒸汽联合循环发电机组培训教材/卢广法主编.—杭州：浙江大学出版社，2014.3

[3]电厂金属材料/宋琳生主编.—3版.—北京：中国电力出版社，2006

作者介绍：

姜舒弘（1989年出生），男，浙江长兴，本科，助理工程师，从事燃机运行工作。